CN102834681B - 用于蒸气压缩系统的膨胀设备单元 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于蒸气压缩系统(1)的膨胀设备单元(4)和一种蒸气压缩系统(1)。膨胀设备单元(4)包括设置用于接收流体介质的入口开口(17)，设置用于输送流体介质的至少两个出口开口(18)，适合用于膨胀通过入口开口(17)接收的流体介质然后再将流体介质输送至出口开口(18)的主膨胀部分(6)，以及设置用于将通过入口开口(17)接收的流体流分流成通过出口开口(18)输送的至少两路流体流的分配部分(7)。主膨胀部分(6)和/或分配部分(7)被设置用于使得通过至少两个出口开口(18)输送的流体内的压力不同。主膨胀部分(6)根据在通过其中一个出口开口(18)输送的流体流内测量的一种或多种参数被操作。不同的压力水平允许在连接至出口开口(18)的蒸发器路径(5a,5b,5c)中有不同的蒸发温度。由此即可获得在流过蒸发器(5)的第二流体流的入口温度和出口温度之间的大温差，而不再必须由压缩机(2)从较低压力水平开始压缩所有的质量流量。因此就节约了能量。

Description

用于蒸气压缩系统的膨胀设备单元

技术领域

本发明涉及一种用于蒸气压缩系统例如制冷系统、空调系统或热泵的膨胀设备单元，蒸气压缩系统包括具有至少两条蒸发器路径的蒸发器。本发明的膨胀设备单元能够以这样的方式向蒸发器输送流体介质：一条蒸发器路径内接收的流体介质的压力不同于至少一条另外的蒸发器路径内接收的流体介质的压力。

背景技术

在蒸气压缩系统中，流体介质例如制冷剂沿其中设有蒸气压缩系统部件的制冷剂路径循环。流体介质在压缩机内被压缩。压缩的流体介质随后被输送至冷凝器，压缩的流体介质在此冷凝，离开冷凝器的流体介质因此基本上是液态。流体介质随后被馈送至膨胀设备，在此膨胀，然后进入蒸发器。流体介质在蒸发器内蒸发，然后再次进入压缩机，由此完成循环。

当流体介质在蒸发器内蒸发时，流体介质和流过蒸发器的第二流体流之间产生热交换，由此冷却第二流体流中的流体。这可以被用于为封闭空间例如房间或制冷单位譬如超市中使用的制冷单位提供制冷。在来流的第二流体流温度和期望的出口温度之间的差异相对较大的情况下，必须以使蒸发器温度以及由此使蒸发器内的压力非常低这样的方式控制蒸气压缩系统的操作，目的是为了确保足够高的制冷能力。这是不合需要的，原因在于这样非常耗能，尤其是因为压缩机为了压缩离开蒸发器的低压流体介质而要消耗相对大量的能量。

例如，在蒸气压缩系统为空调系统的情况下，第二流体流中的流体是由于与蒸发器内蒸发的流体介质的热交换而被冷却的空气，目的是为了降低封闭空间例如房间内的温度。在某些情况下，为了获得封闭空间的期望温度，可能需要将流过蒸发器的空气温度从约26℃降至约10℃。在此情况下，蒸发器温度必须保持在低于10℃。

US2215327公开了一种空调系统，包括蒸发器，具有在制冷剂路径内流体并联设置的两组蒸发器盘管。蒸发器盘管被进一步相对于空气在蒸发器上循环通过的路径串联设置。其中一组蒸发器盘管与另一组蒸发器盘管相比保持较高的制冷剂压力和表面温度。具有较高表面温度的蒸发器盘管被用于降低蒸发器上流过的空气温度，并且具有较低温度的蒸发器盘管被用于降低蒸发器上流过的空气温度以及用于降低蒸发器上流过的空气湿度。为了将蒸发器盘管保持在不同的压力下，每一组蒸发器盘管都设有吸入压力控制阀以控制流过相应蒸发器盘管的制冷剂流量。阀的结构相同，但是被调节用于保持蒸发器盘管内不同的制冷剂压力。

吸入压力控制阀被流体地设置在蒸发器盘管和流体连接至压缩机的共用吸入管线之间。吸入压力控制阀降低离开蒸发器盘管的制冷剂压力，并且共用吸入管线内的主导制冷剂压力因此低于离开至少一组蒸发器盘管的制冷剂的制冷剂压力。所以，压缩机为了压缩通过共用吸入管线接收的制冷剂而消耗的能量相对较高。

而且，系统包括流体地设置在每一组蒸发器盘管之前的膨胀阀，并且膨胀阀设有分别紧固到膨胀阀出口附近的盘管的恒温元件或感温包。因此，膨胀阀彼此独立地进行操作。

发明内容

本发明实施例的目标是提供一种膨胀设备单元，其能够根据仅在至少两个流体流的一个上执行的测量将该至少两个流体流以不同的压力输送。

本发明实施例进一步的目标是提供一种膨胀设备单元，允许在其中设有该膨胀设备单元的蒸气压缩系统内以低能耗获得高制冷能力。

根据本发明，提供了一种用于蒸气压缩系统的膨胀设备单元，所述膨胀设备单元包括：

- 设置用于接收流体介质的入口开口，

- 设置用于输送流体介质的至少两个出口开口，

- 适合用于膨胀通过入口开口接收的流体介质然后再将流体介质输送至出口开口的主膨胀部分，以及

- 设置用于将通过入口开口接收的流体流分流成通过出口开口输送的至少两路流体流的分配部分，

其中主膨胀部分和/或分配部分被设置用于使得通过至少两个出口开口输送的流体内的压力不同，并且其中主膨胀部分根据在通过其中一个出口开口输送的流体流内测量的一种或多种参数进行操作。

在本发明的语境中，术语“蒸气压缩系统”应该被解读为表示其中有流体介质流例如制冷剂循环并且被交替压缩和膨胀以由此提供空间制冷或加热的系统。因此，蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。

在本发明的语境中，术语“膨胀设备单元”应该被解读为表示蒸气压缩系统中至少负责用于膨胀流体介质例如制冷剂的部分。

在本发明的语境中，术语“流体介质”应该被解读为表示完全为液态、完全为气态或者是液态和气态混合的介质。

膨胀设备单元包括入口开口和至少两个出口开口。因此，在操作期间，膨胀设备单元接收单路的流体介质流，并且从膨胀设备单元输送至少两路并联的流体流。由此，流体介质经历膨胀并且由膨胀设备单元分成至少两条并联的流动路径。

膨胀设备单元包括主膨胀部分和分配部分。主膨胀部分适合用于膨胀通过入口开口接收的流体介质然后再将流体介质输送至出口开口。应该理解流体介质的膨胀主要或者完全是在主膨胀部分中进行。

分配部分被设置用于将通过入口开口接收的流体流分流成通过出口开口输送的至少两路流体流。分配部分可以只具有纯粹的分流功能。作为备选，一部分流体介质的膨胀也可以在分配部分中进行。

主膨胀部分和/或分配部分被设置用于使得通过至少两个出口开口输送的流体内的压力不同。因此，通过一个出口开口从膨胀设备单元输送的流体介质具有与通过至少一个另外的出口开口从膨胀设备单元输送的流体介质的压力明显不同的压力。在以每一个出口开口都被连接至蒸发器路径入口开口的方式将膨胀设备单元连接至包括至少两条蒸发器路径的蒸发器的情况下，输送至两条不同蒸发器路径的流体介质具有不同的压力。因此，蒸发器路径内的蒸发器温度也会不同。由此就可以允许通过连续的蒸发器路径将流过蒸发器的第二流体流逐渐冷却。由此即可达到期望的目标温度而无需让所有的蒸发器路径都具有非常低的蒸发器温度。因此，尽管一部分蒸发器路径可能还是具有非常低的温度，但是这只会应用于总质量流量的一部分，质量流量的其余部分具有较高的温度并且因此具有较高的吸入压力。

主膨胀部分根据在由其中一个出口开口输送的流体流内测量的一种或多种参数进行操作。因此，只需要在其中一路流体流内设置传感器，并且根据由这些传感器执行的测量操作由所有出口开口输送的流体的膨胀。应该注意的是由其中一个出口开口输送的流体流内测量的一种或多种参数不必在从该出口开口送出流体之后立刻测量。这些参数可以可选地在下游更远处测量，例如在流体流已经流过单独的蒸发器路径之后再测量。但是，测量应该在从该出口开口输送的流体流仍与从其他出口开口输送的流体流分开的系统部分内完成。由此只用一组测量值即可获得对所有出口开口的流体介质膨胀操作，同时仍然可以将从出口开口输送的流体的流动路径保持为单独的流动路径。这是一种优点，原因在于由此即可提供一种其中设有膨胀设备单元的蒸气压缩系统，使得利用压缩机将单独的吸入管线与并联的蒸发器路径直接互连。由此一部分流体介质的质量流量即可被保持在相对较高的压力下，并且能够减少为了压缩流体介质而由压缩机输送的总功。

而且，在从出口开口接收流体介质的蒸发器路径被沿着第二流体流过蒸发器的流动路径串联设置的情况下，可以轻易地获得对每一个出口开口的流体介质膨胀的适当控制。在此情况下，当一条蒸发器路径经历高负荷时，其余的蒸发器路径也会经历高负荷，并且当一条蒸发器路径经历低负荷时，其余的蒸发器路径也会经历低负荷。因此，可以根据与其中一条另外的蒸发器路径相关的一种或多种控制参数估算一条蒸发器路径的负荷，并且用于所有出口开口的流体介质膨胀的适当控制能够因此在单一测量值的基础上获得。

主膨胀部分可以流体连接在入口开口和分配部分之间。根据本实施例，通过入口开口接收的流体流由主膨胀部分膨胀，然后再由分配部分分流到多条并联的流动路径内。

在此情况下，分配部分可以包括多条并联的流动路径，每一条流动路径都被流体连接至出口开口，并且其中至少有一条流动路径可以在其中设有限流器。限流器在流体流中引入压降，并且压降取决于限流器的尺寸。因此，根据本实施例，流体介质首先由主膨胀部分膨胀至共同压力水平。流体流随后由分配部分分流到至少两条并联的流动路径内，并且在其中设有限流器的并联流动路径内流动的流体介质经历进一步的压降，并且因此通过连接至具有限流器的流动路径的出口开口输送的流体介质的压力就不同于通过连接至其中没有设置限流器的流动路径的出口开口输送的流体介质的压力。由此，根据本实施例即可通过分配部分提供不同的压力水平。

可选地，分配部分可以流体连接在入口开口和主膨胀部分之间。根据本实施例，通过入口开口接收的流体介质首先被分到多条并联的流动路径内。然后，流体介质在并联的流动路径内分别膨胀。

在此情况下，主膨胀部分可以包括多个恒温膨胀阀，恒温膨胀阀的数量对应于出口开口的数量。根据本实施例，每一条并联的流动路径都设有单独的恒温膨胀阀。膨胀阀被设计用于在至少两路流体流中提供不同的压力水平。由此，根据本实施例即可通过主膨胀部分至少部分地提供不同的压力水平。而且，所有的膨胀阀都响应于在由其中一个出口开口输送的流体流内测量的一种或多种参数而被同时且彼此独立地控制。

主膨胀部分可以包括内缸和外缸，内缸被可移动地设置在外缸内并且与外缸同轴，外缸和内缸均设有一组开口，其中内缸开口组和外缸开口组的相对位置决定了流向出口开口的流体流。

根据本实施例，经过缸设备朝向出口开口的每一条流动路径的“开度”通过执行在内缸和外缸之间的相对移动来同时控制。因此，这样的主膨胀部分就能根据在由其中一个出口开口输送的流体流内测量的一种或多种参数非常轻易地被操作，同时确保在由出口开口输送的流体流内获得不同的压力水平。内缸和外缸之间的相对移动可以是围绕公共轴线的旋转移动和/或沿公共轴线的轴向移动。通过选择不同大小的开口即可在从出口开口送出的流体介质中获得不同的压力水平。

作为备选，主膨胀部分可以包括设置为彼此可相对移动的两个圆盘，并且每一个圆盘都设有一组开口。根据本实施例，可以用使一个圆盘内的开口和另一圆盘内的对应开口之间的交叠尺寸取决于圆盘的相对旋转位置这样的方式将两个圆盘设置为彼此可相对旋转。作为备选，一个圆盘可以设有一组开口，每一个开口都被流体连接至出口开口，并且另一个圆盘可以设有一组阀元件，每一个阀元件都被设置用于与第一圆盘内的特定开口配合以确定通向指定出口开口的“开度”。流向每一个出口开口的流体流能够由此通过执行圆盘的相对轴向移动也就是将圆盘彼此相向和远离移动从而同时将开口和阀元件相对于彼此移动而被同时和彼此相关地控制。在任何情况下，通过提供不同大小的开口即可获得由出口开口输送的流体介质的不同的压力水平。

作为另一种备选，主膨胀部分和分配部分可以构成整体部件。根据本实施例，通过入口开口接收的流体介质被同时膨胀并分到多条并联的流动路径内，每一条流动路径都被连接至一个出口开口。

主膨胀部分可以包括至少一个恒温膨胀阀。作为备选，主膨胀部分可以是或者包括孔口、毛细管或任意其他合适种类的膨胀设备。

本发明进一步提供了一种蒸气膨胀系统，包括压缩机、冷凝器、根据本发明的膨胀设备单元和蒸发器，蒸发器包括流体并联设置的至少两条蒸发器路径，其中膨胀设备单元的每一个出口开口都被流体连接至蒸发器的一条蒸发器路径。

根据本发明的这个方面，膨胀设备单元将流体介质例如制冷剂输送至蒸发器中的至少两条并联的蒸发器路径。

蒸气压缩系统可以是制冷系统例如空调系统或热泵。

根据一个实施例，每一条蒸发器路径都可以通过单独的吸入管线被流体连接至压缩机。这就允许保持单独流体路径中不同的压力水平，直到流体介质在压缩机内被压缩为止。由此就能获得在流过蒸发器的第二流体流的入口温度和出口温度之间的较大的温差而无需将流体介质的全部质量流量都在压缩机内从低压水平开始压缩。因此就能够降低压缩机的能耗。

附图说明

现参照附图进一步详细介绍本发明，在附图中：

图1是根据本发明第一个方面的包括膨胀设备单元的蒸气压缩系统的示意图；

图2是示出了图1中蒸气压缩系统操作的压焓图；

图3是根据本发明第二个方面的包括膨胀设备单元的蒸气压缩系统的示意图；

图4是示出了图3中蒸气压缩系统操作的压焓图；

图5是根据本发明第一实施例的膨胀设备单元的截面图；

图6-8示出了图5中膨胀设备单元的操作；

图9和图10是根据本发明第二实施例用于膨胀设备单元的一组可移动圆盘的透视图；

图11-14示出了图9和图10中膨胀设备单元的操作；以及

图15是根据本发明第三实施例的膨胀设备单元中分配部分的截面图。

具体实施方式

图1是蒸气压缩系统1的示意图，包括沿制冷剂路径设置的压缩机2、冷凝器3、根据本发明第一实施例的膨胀设备单元4，和蒸发器5。蒸发器5包括在制冷剂路径内流体并联设置的多条蒸发器路径，图中示出了其中的三条5a,5b,5c。

膨胀设备单元4包括膨胀阀6和分配器7。分配器7将接收自膨胀阀6的流体流分流成多路并联的流体流，图中示出了其中的三路，每一路流体流都被送往一条蒸发器路径5a,5b,5c。分配器7中示出的并联流动路径中的两条在其中装有限流器8。因此输送至蒸发器路径5a的质量流量大于输送至蒸发器路径5b和5c的质量流量。应该注意的是限流器8可以不相同，并且输送至蒸发器路径5b的质量流量因此可以不同于输送至蒸发器路径5c的质量流量。

每一条蒸发器路径5a,5b,5c都通过单独的吸入管线9a,9b,9c被直接流体连接至压缩机2。

根据通过传感器10在吸入管线9a内流动的流体中执行的测量控制膨胀阀6。传感器10可以有利地测量指示吸入管线9a内流动的流体的过热的一种或多种参数，并且它可以是或者可以包括恒温元件或感温包。

图1中的蒸气压缩系统1可以按以下方式进行操作。流体介质在压缩机2内被压缩，然后压缩的流体介质被送至冷凝器3并在此冷凝。离开冷凝器3的流体介质因此基本为液体形态。冷凝的流体介质随后进入膨胀阀6并在此膨胀，然后在分配器7内被分流到并联流动路径中。流体介质在膨胀阀6内的膨胀导致流体介质内相对较大的压降，并且膨胀阀6可以因此被认为是膨胀设备单元4中的“主膨胀部分”。限流器8在输送至蒸发器路径5b和5c的流体流部分内引入进一步的压降。因此，输送至蒸发器路径5a的流体介质内的压力不同于输送至蒸发器路径5b的流体介质内的压力，该压力也可以不同于输送至蒸发器路径5c的流体介质内的压力。

流体介质随后在蒸发器路径5a,5b,5c内蒸发。由于输送至一条蒸发器路径5a,5b,5c的流体介质压力不同于输送至至少一条另外的蒸发器路径5a,5b,5c的流体介质压力，因此蒸发器路径中的蒸发温度也不相同，并且因此吸入管线9a,9b,9c内的吸入压力也不相同。所以并联的流动路径内的压力在从分配器7到压缩机2的整个路径中都不相同。这就允许蒸发器路径5a中的蒸发器温度高于蒸发器路径5b中的蒸发器温度，该温度又高于蒸发器路径5c中的蒸发器温度。因此由箭头11表示的流过蒸发器5的第二空气流就能够通过与蒸发器5的热交换而逐渐冷却。

图2是示出了图1中蒸气压缩系统1操作期间流体介质的压力和焓值变化的压焓图(log(p)-h)。从点12到点13，流体介质在冷凝器3中冷凝。压力保持恒定同时焓值减小。离开冷凝器3的流体介质定义了正向过冷。

从点13到点14a，流体介质在膨胀阀6中膨胀。压力减小同时焓值保持恒定。点14a处的压力水平可以被认为是全部流体流在流过膨胀阀6时达到的共同中间压力水平。而且，点14a处的压力水平就是提供给蒸发器路径5a的流体介质的压力水平。

从点14a到点14b，一部分流体介质沿通往蒸发器路径5b的流动路径流过限流器8。当流体介质流过限流器时，附加的压降被引入，并且点14b处的压力水平因此就低于点14a处的压力水平。所以，提供给蒸发器路径5b的流体介质压力低于提供给蒸发器路径5a的流体介质压力。

类似地，从点14a到点14c，一部分流体介质沿通往蒸发器路径5c的流动路径流过限流器8。如上所述，这就在流体介质中引入了附加的压降。从图2中可以清楚地看出从点14a到点14c引入的压降大于从点14a到点14b引入的压降。因此提供给蒸发器路径5c的流体介质压力就低于提供给蒸发器路径5b的流体介质压力。

从点14a到点15a，流体介质流过蒸发器路径5a；从点14b到点15b，流体介质流过蒸发器路径5b；还有从点14c到点15c，流体介质流过蒸发器路径5c。可以清楚地看出三条蒸发器路径5a,5b,5c内的压力水平是不同的。还可以清楚地看出离开蒸发器路径5a的流体介质焓值高于离开蒸发器路径5b的流体介质焓值，该焓值相应地高于离开蒸发器路径5c的流体介质焓值。

从点15a到点12，通过吸入管线9a提供给压缩机2的流体介质被压缩机2压缩。类似地，从点15b到点12，通过吸入管线9b提供给压缩机2的流体介质被压缩机2压缩，还有从点15c到点12，通过吸入管线9c提供给压缩机2的流体介质被压缩机2压缩。用于这些压缩步骤中每一个的焓值增量分别用箭头16a,16b和16c表示。从图2中可以清楚地看出焓值增量16a明显小于焓值增量16b，焓值增量16b相应地明显小于焓值增量16c。因此，对于流过蒸发器路径5a和吸入管线9a的质量流量部分需要相对较小的焓值增量。而且，只有一小部分质量流量也就是流过蒸发器路径5c和吸入管线9c的质量流量部分需要大焓值增量。由于压缩机2所做的功是焓值增量和质量流量的乘积，因此由压缩机2做的总功与全部质量流量都需要大焓值增量的情况相比就得以减小。因此就降低了压缩机2的能耗。

图3是蒸气压缩系统1的示意图，包括沿制冷剂路径设置的压缩机2、冷凝器3、根据本发明第二实施例的膨胀设备单元4，和蒸发器5。蒸发器5包括在制冷剂路径内流体并联设置的多条蒸发器路径，图中示出了其中的三条5a,5b,5c。图3中的蒸气压缩系统1非常类似于图1中的蒸气压缩系统1，并且因此不在本文中进一步详细介绍。

在图3的实施例中，膨胀设备单元4包括分配器部分7和多个膨胀阀，图中示出了其中的三个6a,6b,6c。每一个膨胀阀6a,6b,6c都被流体连接至蒸发器路径5a,5b,5c的入口开口。分配器7被流体设置在冷凝器3和膨胀阀6a,6b,6c之间。因此，流体流由分配器7分到成多条并联的流体流，并且每一路流体流都先流过单独的膨胀阀6a,6b,6c再流入相应的蒸发器路径5a,5b,5c。通过以适当的方式选择膨胀阀6a,6b,6c就能够由此获得提供给蒸发器路径5a,5b,5c的流体介质中不同的压力水平。

每一条蒸发器路径5a,5b,5c都通过单独的吸入管线9a,9b,9c被流体连接至压缩机2，正如图1中的蒸气压缩系统1的情形一样。根据通过传感器10在其中一条吸入管线9a中执行的测量同时并且以彼此相关的方式控制膨胀阀6a,6b,6c。传感器10可以有利地测量指示吸入管线9a内流动的流体过热的一种或多种参数，并且它可以是或者可以包括恒温元件或感温包。

膨胀阀6a,6b,6c构成了相应流动路径中的“流量限制”，每一种流量限制的大小取决于膨胀阀6a,6b,6c的开度。膨胀阀6a,6b,6c同时和彼此相关的操作确保了膨胀阀6a,6b,6c被以在膨胀阀6a,6b,6c中获得预定的“流量限制”比值的方式进行操作。该比值可以有利地用符合由蒸发器路径5a,5b,5c确定的负荷模式的方式进行选择。

如上所述，单独的膨胀阀6a,6b,6c允许流体介质膨胀至不同的压力水平。膨胀阀6a,6b,6c可以被以保持压力水平预定比值这样的方式进行操作。但是，压力水平的比值也可以可选地允许改变，并且膨胀阀6a,6b,6c可以改为操作用于获得“流量限制”、开度或另一种相关参数的预定比值。

在图3所示的膨胀设备单元4中，流体介质并未在分配器7中发生膨胀。因此，所有的膨胀都是在膨胀阀6a,6b,6c内进行，并且膨胀阀6a,6b,6c可以因此被认为是膨胀设备单元4的“主膨胀部分”。

图4是示出了图3中蒸气压缩系统1操作期间流体介质的压力和焓值变化的压焓图(log(p)-h)。图4的曲线图和图3中蒸气压缩系统1的操作分别都非常类似于图2的曲线图和图1中蒸气压缩系统1的操作。因此不在本文中详细介绍图4的曲线图。

在图4中，点13表示流体介质离开分配器7并被引导流向膨胀阀6a,6b,6c的位置。从点13到点14a，部分流体介质在膨胀阀6a内膨胀。类似地，从点13到点14b，部分流体介质在膨胀阀6b内膨胀，还有从点13到点14c，部分流体介质在膨胀阀6c内膨胀。在每一种情况下，流体介质的膨胀都会在流体介质中引入压降。从图4可以清楚地看出通过流体介质在膨胀阀6a,6b,6c内被膨胀达到的压力水平彼此不同。因此，由膨胀阀6a膨胀并进入蒸发器路径5a内的流体介质的压力水平明显高于由膨胀阀6b膨胀并进入蒸发器路径5b内的流体介质的压力水平。而且，由膨胀阀6b膨胀并进入蒸发器路径5b内的流体介质的压力水平明显高于由膨胀阀6c膨胀并进入蒸发器路径5c内的流体介质的压力水平。

从点14a到点15a，流体介质流过蒸发器路径5a；从点14b到点15b，流体介质流过蒸发器路径5b；还有从点14c到点15c，流体介质流过蒸发器路径5c。可以清楚地看出三条蒸发器路径5a,5b,5c内的压力水平是不同的。还可以清楚地看出离开蒸发器路径5a的流体介质焓值高于离开蒸发器路径5b的流体介质焓值，该焓值进而高于离开蒸发器路径5c的流体介质焓值。

类似于以上参照图2介绍的情况，从点15a,15b和15c到点12分别通过吸入管线9a,9b和9c提供给压缩机2的流体介质由压缩机2进行压缩。从图4中可以清楚地看出焓值增加16a明显小于焓值增加16b，焓值增加16b进而明显小于焓值增加16c。因此就如上所述地降低了压缩机2的能耗。

图1和图2中所示实施例以及图3和图4中所示实施例的优点在于流体介质在膨胀设备单元4内膨胀至不同的压力水平，因为这允许在蒸发期间和在吸入管线9a,9b,9c内将压力水平保持在不同的水平上。这样就允许蒸发器路径5a,5b,5c内有不同的蒸发器温度，允许蒸发器5有较大的冷却能力而无需将流体介质的所有质量流量都在压缩机中从低压力水平开始压缩。因此就如上所述节约了能量。

图5是根据本发明第一实施例的膨胀设备单元4的截面图。膨胀设备单元4包括一个入口开口17和四个出口开口18，图中示出了其中的三个。每一个出口开口18都被连接至成形在第一圆盘20内的阀口19。第二圆盘21设有四个阀元件22，图中示出了其中的两个。开口19和阀元件22以使通过开口19和阀元件22的对应组合形成四个阀这样的方式定位。第二圆盘21相对于第一圆盘20被可移动地安装。因此通过相对于第一圆盘20移动第二圆盘21，所有的阀元件22就都能同时并且彼此相关地相对于其相应的开口19移动，并由此控制每一个“阀”的开度。

开口19a大于开口19b。因此，在第一圆盘20和第二圆盘21的指定相对位置，开口19a处的流动通道大于开口19b处的流动通道。相应地，通过出口开口18a离开膨胀设备单元4的流体介质压力就高于通过出口开口18b离开膨胀设备单元4的流体介质压力。因此，在图5所示的实施例中，通过出口开口18离开膨胀设备单元4的不同的流体介质压力就由不同大小的开口19来提供。

图6-8示出了图5中膨胀设备单元4的操作。在图6中，第二圆盘21被定位成尽可能靠近第一圆盘20。因此阀元件22相对于开口19被设置为由开口19和阀元件22构成的阀完全关闭的方式，也就是不允许流体介质流过开口19。

在图7中，第二圆盘21已经从第一圆盘20移开了一定距离，并且由开口19和阀元件22构成的阀因此处于部分打开状态。从图7中可以清楚地看出在开口19a和阀元件22a之间界定出的流体通道大于在开口19b和阀元件22b之间界定出的流体通道。

在图8中，第二圆盘21已经进一步远离第一圆盘20，并且阀元件22被完全设置在开口19上方。因此，由开口19和阀元件22构成的阀就处于全开状态，其中由开口19和阀元件22界定的流体通道与开口19尺寸相同。由于开口19a大于开口19b，因此由开口19a和阀元件22a界定的流体通道大于由开口19b和阀元件22b界定的流体通道。

图9和图10是根据本发明第二实施例用于膨胀设备单元的一组可移动圆盘23,24的透视图。第一圆盘23设有四个相同尺寸和形状的开口25。第二圆盘24设有不同尺寸的四个开口26，开口26a大于开口26b，开口26b大于开口26c，开口26c大于开口26d。因此，当流体介质通过开口26流过第二圆盘24时，根据流体介质流过的是开口26a,26b,26c,26d中的哪一个即可获得不同的压力水平。当安装在膨胀设备单元内时，圆盘23,24被以这样的方式设置：它们能够围绕延伸穿过每一个圆盘23,24中心的轴线相对于彼此旋转。

图11-14示出了其中设有图9和图10中圆盘23,24的膨胀设备单元的操作。在图11-14中，圆盘23,24以圆盘23,24可以相对旋转移动这样的方式设置为彼此邻接。圆盘23,24应该用这样的方式设置在膨胀设备单元内：在圆盘23,24一侧接收流体介质并且在圆盘23,24相对侧输送流体介质。因此，流体介质经开口25,26流过圆盘23,24。

在图11中，圆盘23,24相对于彼此以这样的方式定位：在第一圆盘23的开口25和第二圆盘24的开口26之间成对地获得最大交叠。因此，在该位置，经开口25,26流过圆盘23,24的流体流速最大。

在图12中，圆盘23,24已经相对于彼此略微转动，并且第一圆盘23的开口25和第二圆盘24的开口26之间的交叠与图11中所示的情况相比已经因此而减小。所以经开口25,26流过圆盘23,24的流体流速也被减小。

在图13中，圆盘23,24已经相对于彼此进一步转动，因此减小了交叠并进一步减小了流速。第二圆盘24中的开口26c和26d已经移动到在开口26c,26d和第一圆盘23的对应开口25之间没有交叠的位置。因此，不允许任何流体介质经这些开口流过圆盘23,24。

在图14中，圆盘23,24已经相对于彼此进一步转动到第一圆盘23的开口25和第二圆盘24的开口26之间没有交叠的位置。因此，不允许任何流体介质经开口25,26流过圆盘23,24，并且其中设有圆盘23,24的膨胀设备单元可以被认为是处于关闭状态。

在由图9-14示出的实施例中，第一圆盘23的开口25和和第二圆盘24的开口26之间的交叠被同时并且彼此相关地设置，原因在于开口25,26是被设置在彼此相对旋转的圆盘23,24上。其中设有圆盘23,24的膨胀设备单元因此非常适合用于基于根据在离开其中一个开口26的流体的流动路径内的测量获得的一种或多种参数被操作。而且，流过开口25,26的流体介质的压力水平因为开口26a,26b,26c,26d的不同尺寸而不同。

图15是根据本发明第三实施例的膨胀设备单元中分配部分7的截面图。分配部分7包括外缸28和设置在外缸28内并与其同轴的内缸29。内缸29可以相对于外缸28沿公共轴线移动。

外缸28设有四个开口30，每一个都被流体连接至膨胀设备单元的出口开口(未示出)。开口30a大于开口30b，开口30b大于开口30c，开口30c大于开口30d。内缸29设有具有增大截面直径的四个区域31。通过沿轴向方向相对于外缸28移动内缸29，具有增大截面直径的区域31就能够动到区域31和外缸28的开口30之间部分或完全交叠的位置。

流体介质在入口开口17处被接收到分配部分7内并在外缸28和内缸29之间流过，然后通过开口30流向出口。区域31和开口30之间的交叠确定了用于流向出口的每一条流动通道的开度。由于通过移动内缸29来改变相应的交叠，因此就可以同时并且彼此相关地控制开度。所以本实施例非常适合用于根据单一测量的控制参数被控制。

而且，类似于以上参照图5介绍的情况，不同尺寸的开口30造成了经开口30离开分配部分7的流体介质不同的压力水平。

Claims (9)

1.一种用于蒸气压缩系统(1)的膨胀设备单元(4)，所述膨胀设备单元(4)包括：

- 设置用于接收流体介质的入口开口(17)，

- 设置用于输送流体介质的至少两个出口开口(18)，

- 适合用于膨胀通过入口开口(17)接收的流体介质然后再将流体介质输送至出口开口(18)的主膨胀部分(6)，以及

- 设置用于将通过入口开口(17)接收的流体流分流成通过出口开口(18)输送的至少两路流体流的分配部分(7)，

其中，主膨胀部分(6)和/或分配部分(7)被设置用于使得通过至少两个出口开口(18)输送的流体内的压力不同，并且主膨胀部分(6)根据在通过其中一个出口开口(18)输送的流体流内测量的一种或多种参数被操作；以及

其中，主膨胀部分(6)包括设置为彼此可相对旋转的第一圆盘（23）和第二圆盘（24），所述第一圆盘（23）设有第一组开口（25），并且所述第二圆盘（24）设有彼此具有不同尺寸的第二组开口（26）。

2.如权利要求1所述的膨胀设备单元(4)，其中主膨胀部分(6)被流体连接在入口开口(17)和分配部分(7)之间。

3.如权利要求2所述的膨胀设备单元(4)，其中分配部分(7)包括多条并联的流动路径，每一条流动路径都被流体连接至出口开口(18)，并且其中至少有一条流动路径在其中设有限流器(8)。

4.如权利要求1所述的膨胀设备单元(4)，其中分配部分(7)被流体连接在入口开口(17)和主膨胀部分(6)之间。

5.如权利要求4所述的膨胀设备单元(4)，其中主膨胀部分(6)包括多个恒温膨胀阀(6a,6b,6c)，恒温膨胀阀(6a,6b,6c)的数量对应于出口开口(18)的数量。

6.如权利要求1所述的膨胀设备单元(4)，其中主膨胀部分(6)和分配部分(7)构成整体部件。

7.如以上权利要求中的任意一项所述的膨胀设备单元(4)，其中主膨胀部分包括至少一个恒温膨胀阀。

8.一种蒸气压缩系统(1)，包括压缩机(2)、冷凝器(3)、如以上权利要求中的任意一项所述的膨胀设备单元(4)，和蒸发器(5)，蒸发器(5)包括流体并联设置的至少两条蒸发器路径(5a,5b,5c)，其中膨胀设备单元(4)的每一个出口开口(18)都被流体连接至蒸发器(5)的一条蒸发器路径(5a,5b,5c)。

9.如权利要求8所述的蒸气压缩系统(1)，其中每一条蒸发器路径(5a,5b,5c)都通过单独的吸入管线(9a,9b,9c)被流体连接至压缩机(2)。